廢舊電池回收利用技術(shù)

國內(nèi)使用電池現(xiàn)狀

國內(nèi)使用最多的工業(yè)電池為鉛蓄電池，鉛占蓄電池總成本50％以上，主要采用火法、濕法冶金工藝以及固相電解還原技術(shù)。外殼為塑料，可以再生，基本實現(xiàn)無二次污染。

小型二次電池目前使用較多的有鎳鎘、鎳氫和鋰離子電池，鎳鎘電池中的鎘是環(huán)保嚴(yán)格控制的重金屬元素之一，鋰離子電池中的有機(jī)電解質(zhì)，鎳鎘、鎳氫電池中的堿和制造電池的輔助材料銅等重金屬，都構(gòu)成對環(huán)境的污染。小型二次電池目前國內(nèi)的使用總量只有幾億只，且大多數(shù)體積較小，廢電池利用價值較低，加上使用分散，絕大部分作生活垃圾處理，其回收存在著成本和管理方面的問題，再生利用也存在一定的技術(shù)問題。

民用干電池是目前使用量最大、也是最分散的電池產(chǎn)品，國內(nèi)年消費80億只。主要有鋅錳和堿性鋅錳兩大系列，還有少量的鋅銀、鋰電池等品種。鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池一般都使用汞或汞的化合物作緩蝕劑，汞和汞的化合物是劇毒物質(zhì)。廢電池作為生活垃圾進(jìn)行焚燒處理時，廢電池中的Hg、Cd、pb、Zn等重金屬一部分在高溫下排人大氣，一部分成為灰渣，產(chǎn)生二次污染。

國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種：固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。

1．固化深埋、存放于廢礦井

如法國一家工廠就從中提取鎳和鎘，再將鎳用于煉鋼，鎘則重新用于生產(chǎn)電池。其余的各類

廢電池一般都運往專門的有毒、有害垃圾填埋場，但這種做法不僅花費太大而且還造成浪費，

因為其中尚有不少可作原料的有用物質(zhì)。

2．回收利用

（1）熱處理

瑞士有兩家專門加工利用舊電池的工廠，巴特列克公司采取的方法是將舊電池磨碎后送往爐內(nèi)加熱，這時可提取揮發(fā)出的汞，溫度更高時鋅也蒸發(fā)，它同樣是貴重金屬。鐵和錳熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。該工廠一年可加工2000噸廢電池，可獲得780噸錳鐵合金，400噸鋅合金及3噸汞。另一家工廠則是直接從電池中提取鐵元素，并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。不過，熱處理的方法花費較高，瑞士還規(guī)定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費。

（2）“濕處理”

馬格德堡近郊區(qū)正在興建一個“濕處理”裝置，在這里除鉛蓄電池外，各類電池均溶解于硫酸，然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬，用這種方式獲得的原料比熱處理方法純凈，因此在市場上售價更高，而且電池中包含的各種物質(zhì)有95%都能提取出來。濕處理可省去分揀環(huán)節(jié)（因為分揀是手工操作，會增加成本）。馬格德堡這套裝置年加工能力可達(dá)7500噸，其成本雖然比填埋方法略高，但貴重原料不致丟棄，也不會污染環(huán)境。

（3）真空熱處理法

德國阿爾特公司研制的真空熱處理法還要便宜，不過這首先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池，廢電池在真空中加熱，其中汞迅速蒸發(fā)，即可將其回收，然后將剩余原料磨碎，用磁體提取金屬鐵，再從余下粉末中提取鎳和錳。這種加工一噸廢電池的成本不到1500馬克！

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廢電池廢電池的回收利用方法2007-01-2616:002．1廢電池再生利用現(xiàn)狀

國內(nèi)使用最多的工業(yè)電池為鉛蓄電池，鉛占蓄電池總成本50％以上，主要采用火法、濕法冶金工藝以及固相電解還原技術(shù)。外殼為塑料，可以再生，基本實現(xiàn)無二次污染。

小型二次電池目前使用較多的有鎳鎘、鎳氫和鋰離子電池，鎳鎘電池中的鎘是環(huán)保嚴(yán)格控制的重金屬元素之一，鋰離子電池中的有機(jī)電解質(zhì)，鎳鎘、鎳氫電池中的堿和制造電池的輔助材料銅等重金屬，都構(gòu)成對環(huán)境的污染。小型二次電池目前國內(nèi)的使用總量只有幾億只，且大多數(shù)體積較小，廢電池利用價值較低，加上使用分散，絕大部分作生活垃圾處理，其回收存在著成本和管理方面的問題，再生利用也存在一定的技術(shù)問題。

民用干電池是目前使用量最大、也是最分散的電池產(chǎn)品，國內(nèi)年消費80億只。主要有鋅錳和堿性鋅錳兩大系列，還有少量的鋅銀、鋰電池等品種。鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池一般都使用汞或汞的化合物作緩蝕劑，汞和汞的化合物是劇毒物質(zhì)。廢電池作為生活垃圾進(jìn)行焚燒處理時，廢電池中的Hg、Cd、pb、Zn等重金屬一部分在高溫下排人大氣，一部分成為灰渣，產(chǎn)生二次污染。

2．2廢舊干電池再生利用技術(shù)

a．人工分選回收利用技術(shù)

一般是將干電池分類后，進(jìn)行簡單的機(jī)械剖開，人工分離出鋅皮、塑料蓋、炭棒等，殘存的Mn02、水錳石等混合物送人回磚窯煅燒，制成脫水的Mn02，此法簡單易行，但占用勞動力較多，經(jīng)濟(jì)效益不大。

b．火法回收利用技術(shù)

一般是將干電池分類、破碎后，送入回轉(zhuǎn)窯，在1100~1300攝氏度的的高溫下，鋅及氯化鋅被氧化為氧化鋅隨煙氣排出，用旋風(fēng)除塵器回收氧化鋅，殘存的二氧化錳及水錳石進(jìn)入殘渣，再進(jìn)一步回收錳等物質(zhì)，此法簡便易行，一般的冶煉廠勿需增加設(shè)備即可回收鋅。

c．濕法回收利用技術(shù)

根據(jù)鋅、二氧化錳可溶于酸的原理，將廢舊干電池分類、破碎后，置于浸出槽中，加入稀硫酸(100~120g／L)進(jìn)行浸出，得到硫酸鋅溶液，可用電解法制得金屬鋅，濾渣經(jīng)洗滌分離出銅帽、炭棒后，剩余物Mn02、水錳石經(jīng)煅燒后制得Mn02。所用方法有焙燒一浸出法和直接浸出法。

濕法與火法相比較，具有投資少，成本低，建廠速度快，利潤高、工藝靈活等優(yōu)勢，但不能保障有害成份完全回收。

3廢電池回收利用過程中二次污染的防治

以上的三種回收方法皆簡單易行，但各有不足，存在著二次污染的問題，通過大量實驗測定，我們得到了防治二次污染的可行方法。

首先將廢舊干電池分類，以機(jī)械進(jìn)行剖開后，分離出銅帽、鋅皮，可分別回收利用。剩余的炭包物質(zhì)經(jīng)磁選除鐵后，按1：4的固液比用水浸制1小時，取上層清液進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶，沉淀物的主要成份是Mn02、MnO(OH)、乙炔黑、碳棒等物質(zhì)，加入回轉(zhuǎn)窯煉到600攝氏度，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)冷凝后可得凝縮液，定期清洗即可得純汞。同時也防止汞蒸氣污染環(huán)境。在煅燒的過程中，混合物中大量的乙炔黑與碳，將Mn02還原為MnO。其反應(yīng)過程如下：

2Mn02+C--->2MnO+C02

把此煅燒物按固液比1：4加入濃度小于2mol／L硫酸溶液中，在溫度80℃下浸制1小時，發(fā)生如下反應(yīng)：

MnO+H2S04--->MnS04+H20

得到硫酸錳鹽溶液，同時，也將引人其他可溶性重金屬硫酸鹽。

所得的鋅皮及銅等金屬可直接重熔利用，氯化銨可以制肥料或提純作為化工試劑，硫酸錳是動、植物生長的激素成份，可用于油漆油墨的吹干劑和一些有機(jī)合成反應(yīng)的催化劑，此外也用于造紙、陶瓷、印染和電解錳的生產(chǎn)試劑。表1為鋅錳干電池可回收物質(zhì)的成份。

這種回收方法投資較少，采用的設(shè)備簡單，易于在中小城市得以實現(xiàn)，從而免除了廢舊電池的運輸問題。

廢電池回收之后的溶液，濃縮并與EDTA反應(yīng)生成金屬絡(luò)合物，可以徹底消除二次污染。經(jīng)測定，回收廢電池后的溶液中所含重金屬量符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。若要將這些金屬進(jìn)行分離，利用其穩(wěn)定性不同可分級處理。表2為金屬離子與EDTA絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)。

4廢舊電池回收過程中存在的問題及建議

①電池回收后無法處置，一般都采用堆放。堆放過程中電池有可能泄漏或有毒物質(zhì)擴(kuò)散。

②由于電池的種類繁多，假冒產(chǎn)品多，也給電池回收帶來了困難，有的電池是含汞電池，有的是含鎘電池，有的以氯化銨為電解液，而有的則以氯化鋅為電解液，因此建議生產(chǎn)廠家用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識電池的種類及內(nèi)含的主要成份，以便回收利用。

③加強(qiáng)高性能環(huán)保型電池的開發(fā)，實現(xiàn)普通民用電池的無汞化。

④回收處理廢電池，國家應(yīng)從政策上給予扶持。